本发明涉及建筑材料领域，更具体的说，它涉及一种防腐阻锈混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土，简称为砼，是由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称，其用水泥作为胶凝材料，砂、石作为集料，可与水、外加剂等按一定比例配合，经搅拌而得，广泛应用于土木工程。
近年来，随着我国经济持续快速发展，我国的基础设施建设力度以及规模也不断加大，混凝土构件的应用也越来越多。在混凝土构件生产中为尽早张拉钢筋、加快模板周转和台座利用率，以及加快工程建设进度及尽早完工，实现最大的经济效益。
对于海工建筑、海砂建筑和盐碱地区建筑，沿海地区或周围环境中含有大量的氯离子和硫酸根离子，易对钢筋计混凝土产生腐蚀效应，降低混凝土碱度，破坏钢筋表面的钝化膜，引发钢筋锈蚀和膨胀，进一步导致混凝土保护层开裂和剥落，结构使用功能和力学性能不断劣化。且混凝土长期处于这种高氯离子和硫酸根离子的环境中，会因为氯离子侵蚀混凝土，导致钢筋腐蚀而使结构发生早期损害，丧失了结构的耐久性能，使得混凝土结构裂缝、破坏、剥落、甚至严重影响结构的正常使用功能，降低了工程的实际使用寿命。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防腐阻锈混凝土及其制备方法，使得制备的防腐阻锈混凝土具有内部结构致密、防腐阻秀、耐久性高的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种防腐阻锈混凝土，包括以重量份数计的水泥248-292份、砂374-453份、碎石637-926份、粉煤灰66-89份、准球形玻璃粉15-20份、矿粉78-93份、膨胀剂1.55-4.78份、复合阻锈剂5-8份、减水剂2.46-5.38份、玻璃纤维10-15份、粘结剂1-5份、水150-210份。
较优选地：所述复合阻锈剂由以重量份数计的松香季戊四醇酯15-20份、酒石酸钾钠5-10份、edta钙钠盐10-15份、吲哚乙酸1-3份、锆硅酸钠0.5-2.5份、n-[2-(2-羟基乙氧基)-4-硝基苯基]乙醇胺2-3份、n,n-二甲基-2-(二苯甲氧基)乙胺4-6份和水30-50份混合搅拌均匀而得。
本发明提供的复合阻锈剂中无亚硝酸根，对环境无污染，氯离子含量低，降低了混凝土锈蚀的几率，碱含量较低(1.0wt.％)，避免了碱与骨料反应，降低了混凝土后期开裂等不利影响，增加了混凝土的实际耐久性。有机胺与有机醇胺在混凝土表面形成阴离子膜，阻止游离氯离子进入混凝土，延长受保护时间。
较优选地：所述粘结剂由下述方法制备而得：在120-130℃下将甲基丙烯酸甲酯、溴化环氧树脂、dl-丁香树脂酚，纳米碳粉、硅酸钠混合均匀后加入到植物油中，搅拌加热到150-160℃后，在压力为2.0-2.5mpa的条件下，保温2-4小时，即得所述粘结剂；以重量分数计，甲基丙烯酸甲酯20-60份、溴化环氧树脂10-20份、dl-丁香树脂酚10-30份，硅酸钠5-10份、纳米碳粉5-10份、植物油20-50份。
通过采用本发明的粘结剂，流动性以及粘结能力强，加入到混凝土浆料中，可弥补混凝土内部存在的间隙，使得混凝土结构致密、耐久性高。
较优选地：所述矿粉为s105级高炉矿渣粉，比表面积525cm2/g，流动度比为106％，比活性指数7d为95％，28d为115％。
通过采用高炉矿渣粉，改善混凝土硬化后的孔结构和强度，又由于矿粉细度较高，会吸附在水泥颗粒表面，使得本来可能形成的水泥絮凝结构无法形成，起到类似减水剂的作用，在用水量相同的情况下能显著提高混凝土拌合物的流动速度，改善其流动性能，且对改善混凝土的早期孔结构有一定的作用，有利于提高混凝土的耐久性。
较优选地：所述粉煤灰为全球状，其粒径连续分布且粒径≤3μm，需水量比不大于95％。
通过采用全球状且粒径连续分布的粉煤灰，与水泥颗粒在微观上形成级配体系，配合加入的砂作为集料，可以保证混凝土固化后具有较好的密集性，提高混凝土的强度以满足使用需求，与球形玻璃粉掺料的共同作用，减水效果显著，需水量大大降低；同时考虑粉煤灰掺料具有“活性效应”、“界面效应”和“减水效应”，与减水剂的双重偶合作用，也有助于提高混凝土的后期强度。
较优选地：所述膨胀剂为偶氮二甲酰胺塑性膨胀剂。
通过选用偶氮二甲酰胺塑性膨胀剂，使防腐阻锈混凝土塑性阶段就能产生微膨胀以补偿塑性阶段收缩，内部结构致密，抗氯离子渗透性能较好，耐久性较好。
较优选地：所述水泥为p.o42.5级普通硅酸盐水泥。
通过选用p.o42.5级普通硅酸盐水泥使得制得的混凝土具有一定强度的同时具有较低的水化热，在水泥水化过程中，产生的热量较少，使得混凝土的内外温差较小，减小裂缝的产生。
较优选地：所述砂包括重量比为7:3的10-30目的砂和50-100目的砂，所述的砂为水洗烘干河砂。
较优选地：所述碎石包括质量比为3:7的粒径范围为0-5mm的碎石和粒径范围为6-20mm的碎石，碎石的细数模度为1.5。
通过选用不同粒径范围的水洗烘干河砂和碎石，作为混凝土制备时的混合料，使得防腐阻锈混凝土之间的间隙都能够被填充，制得的防腐阻锈混凝土结构密实，强度较高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种防腐阻锈混凝土的制备方法，依次将水泥、砂、碎石、粉煤灰、矿粉、准球形玻璃粉、膨胀剂、复合阻锈剂、玻璃纤维、粘结剂加入到混凝土搅拌机中搅拌均匀，同时将减水剂加入到混凝土搅拌用水中混合均匀，然后将水和减水剂混合液体加入到搅拌机中，充分搅拌2-3分钟后卸出，制得一种防腐阻锈混凝土。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明提供的复合阻锈剂中无亚硝酸根，对环境无污染，氯离子含量低，降低了混凝土锈蚀的几率，碱含量较低(1.0wt.％)，避免了碱与骨料反应，降低了混凝土后期开裂等不利影响，增加了混凝土的实际耐久性。有机胺与有机醇胺在混凝土表面形成阴离子膜，阻止游离氯离子进入混凝土，延长受保护时间。
第二、本发明采用全球状且粒径连续分布的粉煤灰，与水泥颗粒在微观上形成级配体系，配合加入的砂作为集料，可以保证混凝土固化后具有较好的密集性，提高混凝土的强度以满足使用需求，与球形玻璃粉掺料的共同作用，减水效果显著，需水量大大降低；同时考虑粉煤灰掺料具有“活性效应”、“界面效应”和“减水效应”，与减水剂的双重偶合作用，也有助于提高混凝土的后期强度。
第三、本发明加入偶氮二甲酰胺作为塑性膨胀剂，使防腐阻锈混凝土塑性阶段就能产生微膨胀以补偿塑性阶段收缩，内部结构致密，抗氯离子渗透性能较好，耐久性较好。
第四、本发明提供了一种粘结剂，流动性以及粘结能力强，加入到混凝土浆料中，可弥补混凝土内部存在的间隙，使得混凝土结构致密、耐久性高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
以下实施例中用到的原料均来自于市售，其中，粉煤灰为天津产f类ⅰ级粉煤灰，细度7.9％，需水量93％，烧失量3.05％；减水剂为聚羧酸减水剂，采用北京产生的an4000聚羧酸系高性能减水剂，密度1.049g/cm3，ph值5.8，减水率32％，含气量4.0％，含固量22.16％，坍塌度1h经时变化10mm；水选用饮用水，其中ph值为5-8，氯化物以cl-计<1800mg/l，硫酸盐以so42-计<2100mg/l；准球形玻璃粉为无定型硬质白色粉末，ph值为6-7，比重为2.7g/ml，粒径为100目；玻璃纤维，直径为0.1-5cm，抗压强度为25mpa；水洗烘干河砂含泥量1.5％，细度模数2.8；碎石含泥量0.36％，针、片状含量3.9％。
复合防腐阻锈剂的制备例1：称取松香季戊四醇酯15kg、酒石酸钾钠5kg、edta钙钠盐10kg、吲哚乙酸1kg、锆硅酸钠0.5kg、n-[2-(2-羟基乙氧基)-4-硝基苯基]乙醇胺2kg、n,n-二甲基-2-(二苯甲氧基)乙胺4kg混合搅拌30min，然后加入30kg的水，搅拌10min即可制得。
复合防腐阻锈剂的制备例2：称取松香季戊四醇酯18kg、酒石酸钾钠8kg、edta钙钠盐12kg、吲哚乙酸2kg、锆硅酸钠1.8kg、n-[2-(2-羟基乙氧基)-4-硝基苯基]乙醇胺2.5kg、n,n-二甲基-2-(二苯甲氧基)乙胺5kg混合搅拌30min，然后加入40kg的水，搅拌10min即可制得。
复合防腐阻锈剂的制备例3：称取松香季戊四醇酯20kg、酒石酸钾钠10kg、edta钙钠盐15kg、吲哚乙酸3kg、锆硅酸钠2.5kg、n-[2-(2-羟基乙氧基)-4-硝基苯基]乙醇胺3kg、n,n-二甲基-2-(二苯甲氧基)乙胺6kg混合搅拌30min，然后加入50kg的水，搅拌10min即可制得。
粘结剂的制备例1：在120℃下将甲基丙烯酸甲酯20kg、溴化环氧树脂10kg、dl-丁香树脂酚10kg、纳米碳粉5kg、硅酸钠5kg混合均匀后加入到20kg的植物油中，搅拌加热到160℃后，在压力为2.5mpa的情况下，保温2小时，即得粘结剂。
粘结剂的制备例2：在125℃下将甲基丙烯酸甲酯40kg、溴化环氧树脂15kg、dl-丁香树脂酚20kg、纳米碳粉8kg、硅酸钠8kg混合均匀后加入到30kg的植物油中，搅拌加热到155℃后，在压力为2.0mpa的情况下，保温3小时，即得粘结剂。
粘结剂的制备例3：在130℃下将甲基丙烯酸甲酯60kg、溴化环氧树脂20kg、dl-丁香树脂酚30kg、纳米碳粉10kg、硅酸钠kg混合均匀后加入到50kg的植物油中，搅拌加热到150℃后，在压力为2.25mpa的情况下，保温4小时，即得粘结剂。
实施例1：依次将水泥248kg、10-30目的水洗烘干河砂262kg、50-100目的水洗烘干河砂112kg、粒径为0-5mm的碎石191kg、粒径为6-20mm的碎石447kg、粉煤灰66kg、s105级高炉矿渣粉78kg、准球形玻璃粉15kg、偶氮二甲酰胺塑性膨胀剂1.55kg、复合防腐阻锈剂制备例1所得的复合防腐阻锈剂5kg、玻璃纤维10kg、粘结剂制备例1所得的粘结剂1kg加入到混凝土搅拌机中搅拌均匀，同时将聚羧酸型减水剂2.46kg与150kg的混凝土搅拌用水混合均匀，然后将水和聚羧酸型减水剂混合液体加入到搅拌机中，充分搅拌2分钟卸出，制得防腐阻锈混凝土。
实施例2：依次将水泥256kg、10-30目的水洗烘干河砂280kg、50-100目的水洗烘干河砂120kg、粒径为0-5mm的碎石240kg、粒径为6-20mm的碎石560kg、粉煤灰73kg、s105级高炉矿渣粉86kg、准球形玻璃粉18kg、偶氮二甲酰胺塑性膨胀剂3.32kg、复合防腐阻锈剂制备例2所得的复合防腐阻锈剂6.5kg、玻璃纤维12kg、粘结剂制备例2所得的粘结剂3kg加入到混凝土搅拌机中搅拌均匀，同时将聚羧酸型减水剂3.76kg与180kg的混凝土搅拌用水混合均匀，然后将水和聚羧酸型减水剂混合液体加入到搅拌机中，充分搅拌2.5分钟卸出，制得防腐阻锈混凝土。
实施例3：依次将水泥292kg、10-30目的水洗烘干河砂318kg、50-100目的水洗烘干河砂135kg、粒径为0-5mm的碎石278kg、粒径为6-20mm的碎石648kg、粉煤灰89kg、s105级高炉矿渣粉93kg、准球形玻璃粉20kg、偶氮二甲酰胺塑性膨胀剂4.78kg、复合防腐阻锈剂制备3所得的复合防腐阻锈剂8kg、玻璃纤维15kg、粘结剂制备例3所得的粘结剂5kg加入到混凝土搅拌机中搅拌均匀，同时将聚羧酸型减水剂5.38kg与210kg的混凝土搅拌用水混合均匀，然后将水和聚羧酸型减水剂混合液体加入到搅拌机中，充分搅拌3分钟后卸出，制得防腐阻锈混凝土。
对比例1：依次将水泥254kg、炉石粉140kg、5-10mm连续级配碎石1007kg、河砂760kg、mci复合型阻锈剂6kg、硫铝酸钙类膨胀剂3.4份加入到混凝土搅拌机中搅拌均匀，同时将聚羧酸型减水剂3.15kg与174kg的混凝土搅拌用水混合均匀，然后将水和聚羧酸型减水剂混合液体加入到搅拌机中，充分搅拌2分钟卸出，制得防腐阻锈混凝土。
对比例2：依次将水泥292kg、10-30目的水洗烘干河砂318kg、50-100目的水洗烘干河砂135kg、粒径为0-5mm的碎石278kg、粒径为6-20mm的碎石648kg、粉煤灰89kg、s105级高炉矿渣粉93kg、硫铝酸钙类膨胀剂4.78kg、碳酸钠防腐阻锈剂8kg加入到混凝土搅拌机中搅拌均匀，同时将聚羧酸型减水剂5.38kg与210kg的混凝土搅拌用水混合均匀，然后将水和聚羧酸型减水剂混合液体加入到搅拌机中，充分搅拌3分钟后卸出，制得防腐阻锈混凝土。
对比例3：依次将水泥253kg、砂子798kg、石子1015kg、矿渣粉80kg、粉煤灰80kg、偶氮二甲酰胺塑性膨胀剂4.78kg、yj-504防腐阻锈剂4.36kg加入到混凝土搅拌机中搅拌均匀，同时将聚羧酸型减水剂7.38kg与153kg的混凝土搅拌用水混合均匀，然后将水和聚羧酸型减水剂混合液体加入到搅拌机中，充分搅拌2.5分钟后卸出，制得防腐阻锈混凝土。
对实施例1-3以及对比例1-3的新拌混凝土参照gb/t50080-2002《普通混凝土拌合物性能实验方法标准》；混凝土的抗压强度参照gb/t50081-2002《普通混凝土力学性能实验方法标准》；混凝土冻融循环参照gbj82-85《普通混凝土长期性能和耐久性能实验方法》；抗氯离子扩散系数参照cces01-2004《混凝土结构耐久性设计与施工指南》中nel法，进行性能测试，结果如表1-表3所示。
表1新拌混凝土冻融性与抗氯离子扩散性能
注：其中水稳定性以冻融劈裂试验来评价(击实75次)。
表2新拌混凝土抗侵蚀性能
注：硫酸盐侵蚀系数比，为受检混凝土抗硫酸盐系数(90次)/基准混凝土抗硫酸盐系数(90次)×100％。
表3新拌混凝土坍落度与抗压强度性能
由表1-表3综合分析可知，随着侵蚀次数的增加，混凝土的抗压强度减小，说明混凝土受到了侵蚀溶液的侵蚀作用，加入防腐阻锈剂后，混凝凝土的各项工作性能、力学性能均得到不同程度改善，坍落度损失、含气量小于对比例1-3制得的混凝土，说明该防腐阻锈剂具有一定的保塑性能，随着养护龄期的延长，混凝土的强度均高于对比例混凝土的抗压强度，具有一定的减水组分，使得减水剂的掺量将低，节约成本。实施例1-3的混凝土掺入本发明的防腐阻锈剂，抗硫酸盐侵蚀系数明显高于对比例1-3所得的混凝土，硫酸盐侵蚀系数比明显高于规范规定的115的限值，说明了掺入本发明的复合防腐阻锈剂的混凝土具有优良的防腐阻锈性能。
实施例1-3的冻融劈裂强度比在60～80％，动稳定度大于2400次/mm，具有较好的抗高温变形和动稳定度，且其常规抗压强度与抗离子渗透性明显优于对比例1-3。